一、教材分析
本课是《微小世界》的第二节课,学生已经知道放大倍数与显微镜的凸度有关,但是一个放大镜的放大倍数是有限的,怎样让放大镜放得更大呢?学生会想到可以多用几个放大镜,这样就会放得更大,这符合学生的认知特点。本课将指导学生用两个放大镜组合来制作简易显微镜,让学生了解显微镜发明历程,并尝试用自制的显微镜进行观察物体。
本课主要有以下四个活动:
1. 利用两个凸透镜组合成一个简易显微镜;
2. 用组合显微镜观察周围微小的物体;
3. 了解光学显微镜;
4. 显微镜的发展史。
二、教学反思
本课我主要参考了特级教师江美华老师《怎样放得更大》,特此说明并感谢!https://mp.weixin.qq.com/s/MHWxz6XKEN7qQS_HcJ4HfA
(一)简易显微镜
制作简易显微镜
在《放大镜》的学习过程中,学生知道一块凸透镜的放大倍数是有限的,当用一块凸透镜看不清楚时,怎样才能把像放得更大呢?学生会想到用两块或更多的凸透镜组合后会放得更大。世界上第一台显微镜就是由两个凸透镜的镜片组合而成的,出示詹森父子发明显微镜故事的一部分,并让学生思考他们是怎样组合两个凸透镜片,才能看到以下放大的情景。
学生分组实验后发现:
(1)两个镜片需要隔开一定距离,这个距离不能太近也不能太远,要慢慢调整才行;
(2)厚镜片放在下面,薄镜片放在上面会放得更大一些;
(3)两个镜片固定时需要对齐,如果镜片倾斜放置会看到倒立的图像。
设计显微镜
组合两个凸透镜的过程中,学生发现镜片之间的距离需要不断调整,而且手一直举着凸透镜会酸,也很容易晃动。于是让学生设计一款既能固定两个镜片,又能调节镜片之间距离的显微镜。
学生的设计图
有学生的设计图中,使用了三个凸透镜,他认为凸透镜越多就会放得更大,于是我给每个小组增发了一个凸透镜,学生在使用后发现,不管怎么调节学三个凸透镜的距离,都没有放得更大。
(二)显微镜发展史
世界上第一台显微镜
詹森的两个孩子,当他俩无意识地把两块镜片分别装在一根铜管的两头,他们惊奇地发现很小的逗号竟有蝌蚪般大,眼睫毛竟有小木棍一般粗,不久后詹森父子仨制成了世界上第一台显微镜。它由三个伸缩筒组成,中间大的筒用来拿手的,当它完全收拢时放大倍数是3倍,当它完全展开时放大倍数是10倍,这是世界上第一个可以调焦的镜头显微镜。
接着让学生领取材料,制作爱牛的简易显微镜,并用它观察羽毛。
列文虎克发现微生物
学生观察后发现第一台显微镜并不能看到微生物,只是放得更大一些,并不是真正意义上的显微镜。世界上第一台真正的显微镜发明者是列文虎克,接着讲述他揭开微生物面纱背后的故事。
荷兰生物学家列文·虎克年轻时在一家杂货店当学徒,经常磨制镜片玩,后来他用两块镜片制成了世界上最早可以放大270倍的金属结构的显微镜。
1675年的一个雨天,列文·虎克从院子里舀了一杯雨水用显微镜观察。他发现水滴中有许多奇形怪状的小生物在蠕动,而且数量惊人。在一滴雨水中,这些小生物要比当时全荷兰的人数多出许多倍。列文虎克看到了过去从未看到过的微生物,成为了世界上第一个微生物的发现者,因此被收为英国皇家学会的会员。
自从列文·虎克利用显微镜看到了微生物以后,这就更加激发了人们对光学显微镜的改进活动,但显微镜的放大倍数达到2000倍左右时,人们发现看到的是黑糊糊的一片,不管怎么改进都没有效果,开始时人们一直找不到真正的原因所在,后来量子力学出现后,才知道是我们眼晴的问题,这就启发人们必须另辟蹊径发明新的显微镜。
电子显微镜
1932年,德国科学家制成了世界上第一台电子显微镜,它的放大倍数达到10000倍。电子显微镜的发明者鲁斯卡,为此还获得了诺贝尔物理学奖。
后来人们不断对电子显微镜进行改进,最后竟然达到了200万倍,能看到狂犬病毒、流感病毒等。
扫描隧道显微镜
1983年,人们又发明了扫描隧道显微镜,它的放大倍数达到了3亿倍。为此,还诞生了一门新的学科——纳米科技。
显微镜的发展历史,从普通显微镜到光学显微镜,再到电子显微镜和扫描隧道显微镜,整个发明具有里程碑的意义。了解显微镜背后的发明者,以及他们执著于科学研究的精神,可以提高学生的科学素养。
三、爱牛材料
放大镜调节筒、不同凸度的放大镜
改进建议:
(1)实验提供的材料镜片太小了,学生观察时不易操作,建议可以把镜片再增加一点尺寸;
(2)直筒比较软,不能很好的卡住显微镜,建议改成硬质的材料,这样效果会更好。